食品质量安全检测技术

1、目录食品生物性污染的检测技术食品生物性污染的检测技术食品化学性污染的检测技术食品化学性污染的检测技术超声检测技术超声检测技术红外光谱红外光谱检测技术检测技术纳米纳米检测检测技术技术Page 3一一食品生物性污染的检测技术食品生物性污染的检测技术11电阻抗法电阻抗法原理是细菌在培养基内生长繁殖的过电阻抗法原理是细菌在培养基内生长繁殖的过程中，会使培养基中的大分子电惰性物质程中，会使培养基中的大分子电惰性物质( (如碳如碳水化合物、蛋白质和脂类等水化合物、蛋白质和脂类等) )代谢为具有电活性代谢为具有电活性的小分子物质的小分子物质( (如乳酸盐，醋酸盐等如乳酸盐，醋酸盐等) )，这些离子，这些离子

2、态物质能增加培养基的导电性，使培养基的阻态物质能增加培养基的导电性，使培养基的阻抗发生变化，通过检测培养基的电阻抗变化情抗发生变化，通过检测培养基的电阻抗变化情况可绘制出不同细菌特征性的阻抗曲线，将曲况可绘制出不同细菌特征性的阻抗曲线，将曲线与用标准菌株制成的曲线对比，即线与用标准菌株制成的曲线对比，即可可检测出检测出相应的细菌数量和种类。相应的细菌数量和种类。Page 41 12 2纸片荧光法纸片荧光法纸片荧光法是利用细菌产生某些代谢酶或代谢产物的特点纸片荧光法是利用细菌产生某些代谢酶或代谢产物的特点而建立的一种酶而建立的一种酶一底物反应法，其优点是测试纸片生产一底物反应法，其优点是测试纸片

3、生产工艺简单，简化了实验准备、操作和判断，准确度也较高。工艺简单，简化了实验准备、操作和判断，准确度也较高。可以制作商品化测试纸将待测细菌所需的营养成分、酶促可以制作商品化测试纸将待测细菌所需的营养成分、酶促底物以及抑制杂菌的成分均固相化在纸片上通过检测有底物以及抑制杂菌的成分均固相化在纸片上通过检测有关酶的活性来检测食品中的大肠菌群和大肠杆菌，检测时关酶的活性来检测食品中的大肠菌群和大肠杆菌，检测时将荧光产物在将荧光产物在365nm365nm紫外光下观察即可，只需紫外光下观察即可，只需2424小时即町获小时即町获得检测结果。得检测结果。Page 51 13 3分子生物学检测方法分子生物学检测

4、方法聚合酶链式反应聚合酶链式反应(PCR)(PCR)是近年来在分子事物学领域中得到迅是近年来在分子事物学领域中得到迅速发展和广泛应用的一种技术。速发展和广泛应用的一种技术。PCRPCR技术检测细菌的基本技术检测细菌的基本原理是应用细菌遗传物质中各菌属菌种高度保守的核酸序原理是应用细菌遗传物质中各菌属菌种高度保守的核酸序列列设设计出相关引物，对提取到的细菌核酸片段进行扩增，计出相关引物，对提取到的细菌核酸片段进行扩增，进而用凝胶电泳和紫外核酸检测仪观察扩增结果。利用进而用凝胶电泳和紫外核酸检测仪观察扩增结果。利用PCRPCR技术对食品中的致病性蜡样芽孢杆技术对食品中的致病性蜡样芽孢杆(Bacil

5、luscereus)(Bacilluscereus)进行进行了检测，检出限可达了检测，检出限可达9cfu9cfumlml，与常规的生化检测方法相比，与常规的生化检测方法相比具有省时省力的特点且灵敏性较高。具有省时省力的特点且灵敏性较高。NiissonANiissonA等提出了一等提出了一种用种用PCRPCR技术测定食品中鼠疫杆菌的方法，可在细菌数为技术测定食品中鼠疫杆菌的方法，可在细菌数为105105106106的猪肉中检测出的猪肉中检测出102102个目标菌株。个目标菌株。Page 61 14 4免疫学方法免疫学方法 免疫学方法通过抗原和抗体的特异性结合反应，免疫学方法通过抗原和抗体的特异性

6、结合反应，再再辅以免疫放大技术辅以免疫放大技术来鉴别细菌，其优点是样品在进行选择性增菌后无需分离即可采用来鉴别细菌，其优点是样品在进行选择性增菌后无需分离即可采用免疫技术进行筛选。免疫法灵敏度较高，样品经增菌后可在较短的时免疫技术进行筛选。免疫法灵敏度较高，样品经增菌后可在较短的时间内达到检间内达到检出出度，抗原和抗体的结合反应可在很短时间内完成。目前度，抗原和抗体的结合反应可在很短时间内完成。目前主要的应用有：主要的应用有： 应用免疫磁珠捕集法检测食品中单增李氏菌，检测结果与实际相符应用免疫磁珠捕集法检测食品中单增李氏菌，检测结果与实际相符而且基本不受干扰菌影响。而且基本不受干扰菌影响。 应

7、用胶体金免疫层析法快速检测食品中沙门氏菌，结果令人满意。应用胶体金免疫层析法快速检测食品中沙门氏菌，结果令人满意。 利用利用ATPATP生物发光分析技术和体细胞清除技术，测量肉制品中细菌生物发光分析技术和体细胞清除技术，测量肉制品中细菌ATPATP和体细胞和体细胞ATPATP，对于鲜肉类食品，须先清除体细胞，对于鲜肉类食品，须先清除体细胞ATPATP，分析测量，分析测量时间需时间需1515分钟，对于熟肉制品，无需清除体细胞，分析测量时阆只需分钟，对于熟肉制品，无需清除体细胞，分析测量时阆只需4 4分钟，测量细菌的分钟，测量细菌的下下限为限为103cfu103cfug g。 应用微型自动荧光酶标

8、分析法检测食品中沙门菌，检测时间与常规应用微型自动荧光酶标分析法检测食品中沙门菌，检测时间与常规法相比提前法相比提前2-32-3天天Page 71 15 5细胞计数法细胞计数法细胞计数法卡要包括流式细胞计数法细胞计数法卡要包括流式细胞计数法(flowcytometry(flowcytometry，FCM)FCM)和固相细胞计数法和固相细胞计数法(solidphasecytometry(solidphasecytometry，SICSIC。这两种方法通。这两种方法通常都用常都用激激光作为激发光源，被荧光物质标记光作为激发光源，被荧光物质标记( (染色染色) )过的微生过的微生物或细胞在激光束的照

9、射下产生激发荧光，仪器通过对荧物或细胞在激光束的照射下产生激发荧光，仪器通过对荧光信号的检测来估计微生物或细胞的大小，形状和数量。光信号的检测来估计微生物或细胞的大小，形状和数量。Page 81 16 6基因芯片技术基因芯片技术基因芯片技术是一种反向固相杂交技术，具有微型化、高基因芯片技术是一种反向固相杂交技术，具有微型化、高通量、平行处理、易于自动化等优越性。采用基因芯片技通量、平行处理、易于自动化等优越性。采用基因芯片技术对检测环境中常见致病菌的初步研究，检测准确率达术对检测环境中常见致病菌的初步研究，检测准确率达96962 2。芯片制备的成本高，使用率低和浪费严重等缺点。芯片制备的成本高

10、，使用率低和浪费严重等缺点在一定程度上限制了基因芯片技术的应用，但是随着芯片在一定程度上限制了基因芯片技术的应用，但是随着芯片技术的不断发展和完善，基因芯片技术在食品卫生微生物技术的不断发展和完善，基因芯片技术在食品卫生微生物检测领域中的应用前景会越来越光明。检测领域中的应用前景会越来越光明。Page 9二二食品化学性污染的检测技术食品化学性污染的检测技术2 21 1色谱、质谱及其联用技术色谱、质谱及其联用技术 高效液相色谱高效液相色谱(HPLC)(HPLC)气相色谱一质谱气相色谱一质谱(GC-MS)(GC-MS)和液相色谱一质谱和液相色谱一质谱(LC(LCMS)MS)技术己成为检测食品中农药

11、和兽药残留的主要手段，以欧盟技术己成为检测食品中农药和兽药残留的主要手段，以欧盟96962323ECEC指令指令(2000(2000年版本年版本) )为例，为检测各种畜、禽及其产品，水产为例，为检测各种畜、禽及其产品，水产品，饲养的特种动物品，饲养的特种动物( (野味野味) )，蜂蜜，在不同场所取样、检测不同种类、，蜂蜜，在不同场所取样、检测不同种类、不同组分的兽药残留和污染物，按指令确定的检测方法和仪器统计，不同组分的兽药残留和污染物，按指令确定的检测方法和仪器统计，各种方法和仪器被确定的累计次数如表各种方法和仪器被确定的累计次数如表l l所示。美国加州食品农业部所所示。美国加州食品农业部所

12、属的分析化学中心于属的分析化学中心于9090年代开发成功的基于气相色谱和液相色谱的农年代开发成功的基于气相色谱和液相色谱的农药多残留快速扫描方法药多残留快速扫描方法(MRSM)(MRSM)。该方法适用于新鲜蔬菜、水果样品中。该方法适用于新鲜蔬菜、水果样品中有机磷、有机氯，拟除虫菊酯、氨基甲酸酯四大类有机磷、有机氯，拟除虫菊酯、氨基甲酸酯四大类200200多种农药残留的多种农药残留的检测。将此方法在实验室中进行了重现，取得了令人满意的实验结果。检测。将此方法在实验室中进行了重现，取得了令人满意的实验结果。sARABOGIALLIsARABOGIALLI等提出了一种用于定性检测牛、猪、禽类肌肉组织

13、中等提出了一种用于定性检测牛、猪、禽类肌肉组织中四环素类抗生素的方法，该法采用四环素类抗生素的方法，该法采用7070热水提取样品，通过液相色谱热水提取样品，通过液相色谱一串连质谱一串连质谱(LC-MS(LC-MSMS)MS)法测定进行检测，对肌肉组织中人为添加的二法测定进行检测，对肌肉组织中人为添加的二甲胺四环素的检测结果表明，该方法的甲胺四环素的检测结果表明，该方法的回收回收率在率在8888109109之间，相对之间，相对标准偏差在标准偏差在3 3l l l l之间。之间。Page 102 22 2 化学快化学快速检测法速检测法化学快速检测技术原理是有机磷农药化学快速检测技术原理是有机磷农药

14、( (磷酸酯二硫代磷酸磷酸酯二硫代磷酸酯，磷酞胺等酯，磷酞胺等) )任金属催化剂作用下水解为磷酸与醇，水解任金属催化剂作用下水解为磷酸与醇，水解产物与检测液反应可使检测液的紫红色褪去，根据检测液产物与检测液反应可使检测液的紫红色褪去，根据检测液色阶的变化可以检测蔬菜中有机磷农药的残留水平。根据色阶的变化可以检测蔬菜中有机磷农药的残留水平。根据此技术研制出了农药残留速测灵。其检测灵敏度为此技术研制出了农药残留速测灵。其检测灵敏度为0 01818l l0 0mgmgkgkg，检测时间为，检测时间为510510分分钟，钟，检检测成本为测成本为0 020203 3元人民币元人民币/ /每次每次。Pag

15、e 113 3酶活性抑制酶活性抑制分光光度法分光光度法 酶抑制技术是研究比较成熟、应用最广泛的微量和痕量农药残留快速酶抑制技术是研究比较成熟、应用最广泛的微量和痕量农药残留快速检测技术，其原理是有机磷氯基甲酸酯类农药对乙酞胆碱酯酶检测技术，其原理是有机磷氯基甲酸酯类农药对乙酞胆碱酯酶(ACHE)(ACHE)的特异性生化反应。乙酞胆碱酯酶水解后，水解产物可与硅色剂反应的特异性生化反应。乙酞胆碱酯酶水解后，水解产物可与硅色剂反应产生颜色，有机磷及氯基甲酸酯类农药对乙酞胆碱酯酶的特异性抑制产生颜色，有机磷及氯基甲酸酯类农药对乙酞胆碱酯酶的特异性抑制作用，使其不能水解，从而无显色反应。依据此原理，国内

16、外已研制作用，使其不能水解，从而无显色反应。依据此原理，国内外已研制出多种方法如速测卡法速测片法，农药残留分光光度法，电化学出多种方法如速测卡法速测片法，农药残留分光光度法，电化学生物传感器法等。农药残留分光光度法的计算公式如下：酶抑制率生物传感器法等。农药残留分光光度法的计算公式如下：酶抑制率= =处理液吸光度，空白液吸光度处理液吸光度，空白液吸光度x100=klg(x100=klg(待测物浓度待测物浓度)+b)+b式中式中k k，b b为常数。为常数。目前市场上应用最多的是农药速测卡法，此方法操作简便、不需要配目前市场上应用最多的是农药速测卡法，此方法操作简便、不需要配制试剂、不需要仪器，

17、检测卡片携带方便，特别适用干对农贸市场上制试剂、不需要仪器，检测卡片携带方便，特别适用干对农贸市场上的蔬菜进行初筛，该方法的检出限大多在的蔬菜进行初筛，该方法的检出限大多在mgmgkgkg水平，有的可达水平，有的可达u gu g/k/kg g水平。应用酶活性抑制一分光光度法对蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类水平。应用酶活性抑制一分光光度法对蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留进行了快速测定，并与气相色谱法进行了对比，发现在检出农药残留进行了快速测定，并与气相色谱法进行了对比，发现在检出的的3232份抑制率大干份抑制率大干5050的阳性结果中，与气相色谱法的符合率为的阳性结果中，与气相色谱法的符合率为8

18、1812 2，符合国家标准。将胆碱酯酶抑制法用于检测辛硫磷农药残留，结，符合国家标准。将胆碱酯酶抑制法用于检测辛硫磷农药残留，结果表明胆碱酯酶对辛硫磷比较敏感，辛硫磷的抑制中浓度果表明胆碱酯酶对辛硫磷比较敏感，辛硫磷的抑制中浓度( (抑制率为抑制率为5050时浓度时浓度)3 )390u g90u g/ /l l。Page 1224酶联免疫吸附测定法(enzyme-一tassay,ELISA)酶联免疫吸附测定酶联免疫吸附测定法法利用标记物的酶催化底物显色反应来利用标记物的酶催化底物显色反应来反映抗原抗体的结合过程，将酶催化底物的灵敏性与抗原反映抗原抗体的结合过程，将酶催化底物的灵敏性与抗原抗体的

19、特异性相结合。抗体的特异性相结合。其基本原理是：抗原或抗体结合到某种固相载体表面，并其基本原理是：抗原或抗体结合到某种固相载体表面，并保持其免疫活性；抗原或抗体与某种酶连接成酶标抗原或保持其免疫活性；抗原或抗体与某种酶连接成酶标抗原或抗体，这种酶标抗原或抗体既保留其免疫活性，又保留酶抗体，这种酶标抗原或抗体既保留其免疫活性，又保留酶的催化活性；引入了固相载体使游离的酶标抗原或抗体的催化活性；引入了固相载体使游离的酶标抗原或抗体与酶标抗原抗体复合物分离。该法的优点是：可以通过颜与酶标抗原抗体复合物分离。该法的优点是：可以通过颜色来做快速定性分析；特异性强；灵敏度高：酶标板上一色来做快速定性分析；

20、特异性强；灵敏度高：酶标板上一次可做多份样品检测。次可做多份样品检测。Page 133食品安全检测样品前处理技术食品安全检测样品前处理技术食品安食品安全全检测样品的前处理也就是对食品中待测物质的提检测样品的前处理也就是对食品中待测物质的提取和纯化过程，在基质十分复杂的样品中，检测种类和组取和纯化过程，在基质十分复杂的样品中，检测种类和组分很多含量很低的有毒，有害残留物和污染物是农产品、分很多含量很低的有毒，有害残留物和污染物是农产品、食品安全检测的特点和复杂性。我国食品安全检测的特点和复杂性。我国19961996年颁布的国家标年颁布的国家标准中，食品安全检测样品前处理绝大多数采用索氏提取、准中

21、，食品安全检测样品前处理绝大多数采用索氏提取、液液液液萃萃取、取、固固液苹取、超声提取和柱层析等传统液苹取、超声提取和柱层析等传统技术。近年来，微波消解技术被大量地应用在食品安全检技术。近年来，微波消解技术被大量地应用在食品安全检测的样品前处理过程中。测的样品前处理过程中。在测定食品中有害元素含在测定食品中有害元素含量量过程中采用了微波消解技术来过程中采用了微波消解技术来处理样品，避免了由于常压敞开消化造成的元素损失，减处理样品，避免了由于常压敞开消化造成的元素损失，减少了试剂用量，提高了灵敏度。少了试剂用量，提高了灵敏度。Page 14三三.超声检测技术超声检测技术该技术通过检测低能该技术通

22、过检测低能量量超声波超声波与与食食品品物料之间物料之间相相互作互作用用的的类型类型和和程度程度来来判断食判断食品品的物理化学性质。与的物理化学性质。与其他检测其他检测方法方法相相比，超声比，超声检检测有测有其其独特的优势：独特的优势：非破非破坏性、快速、精确、坏性、快速、精确、易于实现自动化易于实现自动化，同时同时与其他与其他电电子检测技术相子检测技术相比较价比较价格格低廉，低廉，而而且能对且能对高高浓度食浓度食品品和和光不光不透明性材料进行检测。利用超声技术对鳄透明性材料进行检测。利用超声技术对鳄梨梨、胡萝卜、胡萝卜、苹苹果等果等产品产品组织结构组织结构特性的特性的检测检测已经取得成功，已经

23、取得成功，还可还可利用超利用超声声检测检测肉肉制品制品、烹饪制、烹饪制品品和奶酪等和奶酪等的组织的组织结构结构和粘和粘弹性。弹性。并并可监可监控食品的生产过程。目前控食品的生产过程。目前最引人注意最引人注意的研究领域是的研究领域是对食品组成成分及对食品组成成分及其其分分散散特性的研究特性的研究。Page 152.超声检测机理超声检测机理 超声就是超声就是频率频率高于高于20kHz20kHz、超超出出人们耳朵辨别人们耳朵辨别能能力力并且并且穿透穿透性很强的性很强的声声波。超声波波。超声波在在弹性弹性介质中传播介质中传播可以有可以有多种多种振振动模动模式。式。压压缩波对缩波对媒媒质在平衡位质在平衡

24、位置置附附近产生连续的近产生连续的伸伸缩和缩和拉伸。拉伸。媒质的运动方向和超声波的媒质的运动方向和超声波的传传播方播方向向相同相同。压缩波由于复原。压缩波由于复原力最大，传播速度最快。实际力最大，传播速度最快。实际上它也是最简单的波上它也是最简单的波的形式，的形式，因因为它为它是是作作用用力力各向相同各向相同的平的平面波面波( (压力波压力波) )。因此。因此在在媒质特媒质特性检测中常用性检测中常用的超的超声波形式为声波形式为压压缩波。从式中缩波。从式中可可见见超超声波在声波在媒质中媒质中的的传播特性传播特性( (频频率率、波、波矢矢量量) )与媒质的特性与媒质的特性( (密度、弹密度、弹性模

25、性模量量) )密切相关密切相关Page 16 因因此此可可以利用超声在媒质中传播特性的以利用超声在媒质中传播特性的检检测来测来表征表征媒质媒质的一些的一些特征。特征。如：颗如：颗粒粒火小、分子特性、成分确定和结火小、分子特性、成分确定和结晶监控晶监控。超。超声检测声检测技术技术是是利利用超声波在媒质用超声波在媒质中中传播时，声传播速度、声衰减传播时，声传播速度、声衰减和声阻抗和声阻抗等超声等超声量量和和媒质特性及状态媒质特性及状态有有关的特关的特性进行性进行测定，通过测测定，通过测定这些声学量，定这些声学量，可以可以了了解被解被测测媒质的特性和成分的变化媒质的特性和成分的变化，判断材料内部的物

26、理化学性质。判断材料内部的物理化学性质。2 21 1声速声速 超超声声波在材波在材料料中的传播速度取中的传播速度取决于材决于材料的物理特性，对料的物理特性，对于于低低衰衰减的材减的材料料( (aw/caw/c) ) 因此因此材材料的声速简单地与它料的声速简单地与它最基最基本的两个物理特性：弹性模本的两个物理特性：弹性模量和量和密度密度直接相直接相关。材料的关。材料的密密度越小度越小，对，对作用力作用力具有更大的具有更大的抵抗力，就抵抗力，就意味着意味着超声在材料超声在材料中中的转播速度越快。通常的转播速度越快。通常材料材料弹性模弹性模量量的的差异差异比比密密度度大大，因因此声速受弹性模此声速受

27、弹性模量影响量影响比密度大。比密度大。 绝绝热热压缩率能反映媒质的结构和弹性。不压缩率能反映媒质的结构和弹性。不同媒同媒质质因因其微观其微观结构和结构和组成组成的不同具有的不同具有不同的不同的压压缩系数，因此通过检测媒质声速缩系数，因此通过检测媒质声速的区别或的区别或变化变化可可以以定性或定量定性或定量地地监监测测媒媒质的物理性质质的物理性质甚至是甚至是分子分子水水平的平的结结构变化。构变化。Page 172 22 2声衰减声衰减超声在媒质中传播时，其振幅随超声在媒质中传播时，其振幅随传播距离传播距离增加增加而而逐渐减小逐渐减小的的现象称为声衰现象称为声衰减减。衰。衰减减的主的主要要来源是媒质

28、对超声的吸收来源是媒质对超声的吸收和和颗颗粒结粒结构构对超声波的散射。吸收源对超声波的散射。吸收源于媒于媒质的粘性、热传质的粘性、热传导导、边界摩擦和、边界摩擦和各种迟各种迟豫豫现象等等现象等等，使，使超超声能转化为其他声能转化为其他形式的能形式的能量量。散射的产生则。散射的产生则是由是由于媒质本于媒质本身身的的晶粒晶粒结构、结构、媒媒质质中中的悬浮的悬浮粒粒子、杂质和气泡子、杂质和气泡等造等造成的，它使成的，它使超超声波声波向向不不同同方向传播。方向传播。造造成接收方成接收方向向超声能超声能量量的降低。因此声的降低。因此声衰衰减的程度反减的程度反映映媒质的物化性质及超媒质的物化性质及超声声与

29、媒质与媒质在在分予水分予水平平上上的的相互相互作用作用是是研究研究! !非非均均相相系特性的系特性的重要参量重要参量。媒媒质的质的声衰减声衰减定义为：定义为：Page 182 2. .3 3声阻抗声阻抗超声在两种超声在两种不同不同媒质中媒质中传播传播时，在界时，在界面面处会发生处会发生反反射现射现象象，反射波的强弱取决反射波的强弱取决于超于超声波在两声波在两种种媒质媒质中中的的阻阻抗抗差异大差异大小。小。声阻抗定义为声阻抗定义为声压声压对体积振速对体积振速( (声速声速c c 面积面积A)A)的的比率比率。即即Z=pZ=pcAcA对对于平面于平面波即只有波即只有沿超沿超声传声传播播方向方向有有

30、声声压压传递传递的波，声阻抗为密的波，声阻抗为密度度和声速的和声速的乘乘积，即积，即Z=PcZ=Pc，因此声阻因此声阻抗取决抗取决于于超声传播速度和媒质的密度。声阻抗超声传播速度和媒质的密度。声阻抗在在媒质特性媒质特性检测中检测中的的应用一应用一 方方面面是通过是通过声声速和声阻抗测定，确定媒速和声阻抗测定，确定媒质质的密度。另的密度。另一方面一方面由由于于超声检测超声检测中中常采用常采用回回波检波检测测技术，技术，因此因此由由声阻抗特性决定的声阻抗特性决定的反射信号反射信号在超声捡测在超声捡测中非中非常关键。常关键。Page 193.超声检测技术在食品安全检测中的研究超声检测技术在食品安全检

31、测中的研究3 31 1外源异物和污染的检测外源异物和污染的检测实际实际上很上很多食物多食物不是不是透明的所以基于光学透射的方法透明的所以基于光学透射的方法并并不适用。不适用。相相反，声波可以反，声波可以在很在很多食物中传播，多食物中传播，因因此此可可以以用用超声检测技术进行外超声检测技术进行外源异源异物的研究。当物的研究。当一一 个个超超声脉冲传播声脉冲传播到一到一 个样个样品品中时中时，会在遇到不同物质介会在遇到不同物质介面面发生反射发生反射( (假假如如一一个物体与周个物体与周围围物体在声物体在声阻抗上阻抗上有足够有足够大的差别大的差别) )。如玻璃、。如玻璃、金属、金属、木头木头材料材料

32、的声的声阻抗阻抗比比大大多数的食品成分的多数的食品成分的声阻抗声阻抗高。高。因此能很因此能很容易鉴别容易鉴别这这些些物质。物质。样品中一个目标样品中一个目标物的存物的存在在可可以通过测以通过测量量从它从它的的容器容器壁返壁返回来的时回来的时间间间隔来测定。通过间隔来测定。通过围绕样品移动超声围绕样品移动超声换换能器，可以分辨物质的大小和能器，可以分辨物质的大小和位置。位置。在食晶生产过程中，在线管道的污染状况越米越受到人们在食晶生产过程中，在线管道的污染状况越米越受到人们的关注。管道中污染物的存在会造成输送泵额外的功耗，的关注。管道中污染物的存在会造成输送泵额外的功耗，降低管道中的能量交换效率

33、，同时也导致所生产的食品质降低管道中的能量交换效率，同时也导致所生产的食品质量和安全性的降低。提前发现污染和污垢程度的量化可以量和安全性的降低。提前发现污染和污垢程度的量化可以降低机器的瓣损磨损所造成的成本增加、管道的保养时涧降低机器的瓣损磨损所造成的成本增加、管道的保养时涧和生产的停滞时间。超声检测可以提供有效的低成本的在和生产的停滞时间。超声检测可以提供有效的低成本的在线管道污染状况检测。线管道污染状况检测。Page 203 32 2成分检测成分检测 超声技术对物质成分的分析超声技术对物质成分的分析基本上遵循基本上遵循两种方法两种方法，一，一 是对不同体系的是对不同体系的声参照和理化参声参

34、照和理化参量量进行进行测量测量，寻找声特性与寻找声特性与液体液体理理化性质之化性质之间间的线性的线性或或非非线性美泵线性美泵关系关系，从试验数据，从试验数据中中归纳归纳出出相关公式。相关公式。二是二是运用数学和运用数学和物理方法进行理物理方法进行理论论推导，然推导，然后后通过试验通过试验设计设计来进行来进行验证验证。 随着超声传感器随着超声传感器生产技术生产技术的不断成熟的不断成熟声速检测声速检测的精度不断提高。目的精度不断提高。目前也前也已有已有报道报道表表明通过排除超声波传播时的衍射明通过排除超声波传播时的衍射损损失和补偿环境温失和补偿环境温度造成的测度造成的测量误差量误差，声速测，声速测

35、量量系统的系统的精精度度可可以优于以优于5X 105X 10 5 5，能够满足，能够满足生产检测生产检测需要需要。长长期的研究数据期的研究数据表表明，超声特性与明，超声特性与液液体浓度、密度、体浓度、密度、分分子子结构结构等理等理化特性存在密切关系，化特性存在密切关系，各各种超声浓种超声浓度度检测仪、密度检检测仪、密度检测测仪等相继产生，并在化仪等相继产生，并在化工工生产在线生产在线检测中得到检测中得到广泛应用。广泛应用。 超声超声技术在食品技术在食品成分检测中的成分检测中的应用应用还存在许多还存在许多困困难。难。首首先，先，大大多数食多数食品品的成分都非常复的成分都非常复杂杂，每种成分，每种

36、成分不同程度不同程度的影响的影响这整这整体的超声特性，体的超声特性，对目标成分的检测对目标成分的检测数据也数据也受到其他成分改变的影响，受到其他成分改变的影响，因此因此对复杂成分对复杂成分食食品品体系的体系的检检测是比较测是比较困困难的。其次。某难的。其次。某些些食品的超声特性对食品的超声特性对其组其组成成成分的结构和成分成分的结构和成分间的相互间的相互作用非常作用非常敏感敏感。因因此此由相同由相同成分组成的食成分组成的食品品在不同在不同状态下状态下也会呈也会呈现出不同的现出不同的超超声特性。声特性。Page 213 33 3包装食品品质的无损检测包装食品品质的无损检测食食品工品工业业中中食食

37、品品质质量量快速检测评价方法改进的快速检测评价方法改进的需需求求压压力在力在不断不断的增长，特别是的增长，特别是包包装食装食品品的的质量质量检测，主检测，主要要是要求能是要求能寻找随时寻找随时间间变化的物理特性、产赫变化的物理特性、产赫品品的稳定性以的稳定性以及及污染的污染的检测快速无损检测快速无损。Tat Heart GanTat Heart Gan等研制了一套等研制了一套非非接触超声接触超声系系统统用于食用于食品品检测。通过静电换能器和信号处理技术使检测。通过静电换能器和信号处理技术使用来用来检检测食测食品品中生理化学变化和中生理化学变化和密度密度的变化的变化，GanTGanTH H等用空

38、等用空气耦合超声技术来气耦合超声技术来检检测测容容器中液体和淀粉器中液体和淀粉基原料基原料并研究并研究证证实能够实能够用非用非接触方法对包装产品进接触方法对包装产品进行检行检测。测。甚甚至包括微波至包括微波包装包装容容器中的以淀器中的以淀粉粉为原料的液体的为原料的液体的检检测。测。Bosen ZhaoBosen Zhao等等研究研究证证实实可可以以用用超声超声来检来检测饮测饮料中料中外源外源异异物。物。Page 223 3. .4 4微生物污染检测微生物污染检测在在食食品品生产链中徽生产链中徽生生物检测是一个非物检测是一个非常重要的指标常重要的指标，在食，在食品品生产、生产、加加工、储存、运输

39、、销工、储存、运输、销售售等各个环等各个环节节中都有中都有污污染染微生物的可微生物的可能能。一旦污染，微生物将。一旦污染，微生物将大量繁殖并引起大量繁殖并引起食食品品腐败变质腐败变质 ，或导或导致食源致食源性感染性感染和食物中和食物中度度。研究研究表面表面液体食液体食品种微生品种微生物的生长物的生长导导致的媒质性质致的媒质性质的改变的改变可可以通过以通过超超声技术来进行测定声技术来进行测定。一种方法是测定一束超声。一种方法是测定一束超声脉冲的声速和声衰减来确定。脉冲的声速和声衰减来确定。Page 23四四.红外光谱红外光谱1 1红外光谱分析技术简介红外光谱分析技术简介 红外光谱技术是利用红外光

40、和分子作用所产生的分子振动的原理，来红外光谱技术是利用红外光和分子作用所产生的分子振动的原理，来记录分子吸收红外光之后所呈现的振动模式，记录吸收光的相对强度记录分子吸收红外光之后所呈现的振动模式，记录吸收光的相对强度对红外光波长对红外光波长( (入入) )所得的谱图，即称为远红外光谱所得的谱图，即称为远红外光谱. . 运用红外光谱法对有机物进行检测，当红外光谱仪中发出的红外光线，运用红外光谱法对有机物进行检测，当红外光谱仪中发出的红外光线，照射到待检测物体表面后，有机物能产生吸收特性，对发射的红外光照射到待检测物体表面后，有机物能产生吸收特性，对发射的红外光进行吸收，然后产生出一个红外光谱图。

41、而技术人员就根据光谱图上进行吸收，然后产生出一个红外光谱图。而技术人员就根据光谱图上不同的吸收峰，找到电脑内存中相对应的化学基团数据库，从而进行不同的吸收峰，找到电脑内存中相对应的化学基团数据库，从而进行对比判断。由于每个有机化合物都有其特定的红外吸收光谱，因此红对比判断。由于每个有机化合物都有其特定的红外吸收光谱，因此红外光谱是定性分析的有利工具。红外光谱同样可用于定量分析，以外光谱是定性分析的有利工具。红外光谱同样可用于定量分析，以(LambertBeer)(LambertBeer)定律为理论基础，红外光谱有许多可供选择的特征波长，定律为理论基础，红外光谱有许多可供选择的特征波长，因此，气

42、体、液体及固体均可利用红外光谱定量。随着科学技术的发因此，气体、液体及固体均可利用红外光谱定量。随着科学技术的发展，红外光谱技术的应用从中红外、到近红外、再到现在较为热门的展，红外光谱技术的应用从中红外、到近红外、再到现在较为热门的傅立叶红外变换光谱傅立叶红外变换光谱( (阿阿R)R)，技术得到不断的改进，应用领域得到不断，技术得到不断的改进，应用领域得到不断的扩充，尤其是阿的扩充，尤其是阿R R，由于其可在复杂的背景分辨出待测物质，故在食，由于其可在复杂的背景分辨出待测物质，故在食品中低含量物质的检测中具有极其重要的价值品中低含量物质的检测中具有极其重要的价值Page 242 21 1食品种

43、类和产地鉴别食品种类和产地鉴别对食品安全进行监控，首先就要准确判定食品的种类和产对食品安全进行监控，首先就要准确判定食品的种类和产地。郭丽艳等地。郭丽艳等 利用利用F FTITIR R检测技术对黑木耳、黑牛肝菌及银检测技术对黑木耳、黑牛肝菌及银耳耳3 3种食用菌样品进行研究。结果种食用菌样品进行研究。结果3 3种菌的光谱各具特征，种菌的光谱各具特征，黑木耳和银耳光谱主要谱峰相似，但与黑牛肝菌的光谱区黑木耳和银耳光谱主要谱峰相似，但与黑牛肝菌的光谱区别较大，根据对吸收强度的对比可以将黑木耳和银耳区分别较大，根据对吸收强度的对比可以将黑木耳和银耳区分开。在此项研究中红外光谱显示出快速、简便、不需对

44、样开。在此项研究中红外光谱显示出快速、简便、不需对样品进行分离、提取等优点。花荣等利用品进行分离、提取等优点。花荣等利用F FTIRTIR法分析法分析8 8个不同个不同小麦品种根部的红外光谱图，对红外光谱图的吸收峰进行小麦品种根部的红外光谱图，对红外光谱图的吸收峰进行归属分析，通过对各谱图的比对发现，在相同波数范围内，归属分析，通过对各谱图的比对发现，在相同波数范围内，不同的小麦品种其红外谱图的形状、波数及吸收峰的多少不同的小麦品种其红外谱图的形状、波数及吸收峰的多少有所不同。因此有所不同。因此FTIFTIR R光谱法可用于不同小麦品种的鉴别。光谱法可用于不同小麦品种的鉴别。Page 252

45、22 2食品中有毒有害成分的检测食品中有毒有害成分的检测清福等用红外光谱法对有毒和无毒豆角进行分析，找到一清福等用红外光谱法对有毒和无毒豆角进行分析，找到一种操作简便、经济实用的定性鉴别有毒豆角的方法。史永种操作简便、经济实用的定性鉴别有毒豆角的方法。史永刚等讨论水中有机污染物的近红外光谱，指出不同的有机刚等讨论水中有机污染物的近红外光谱，指出不同的有机污染物在近红外光谱区表现出不同的特征，用该特征结合污染物在近红外光谱区表现出不同的特征，用该特征结合化学计量学技术可快速对有机污染物做出鉴别。化学计量学技术可快速对有机污染物做出鉴别。RodriguezRodriguezsaonasaona等已

46、经成功地用近红外定量模型预测食物等已经成功地用近红外定量模型预测食物中中CMBCMB，( (一种含有有毒的蛋白质霉素的物质一种含有有毒的蛋白质霉素的物质) )的含量。的含量。Page 262 23 3食品中浓药残留检测食品中浓药残留检测向阳等采用向阳等采用F FTIRTIR法对十字花科、旋药科、菊科、伞形花科法对十字花科、旋药科、菊科、伞形花科等等2020余种叶菜类中有机磷农药残留的鉴别进行系统研究，余种叶菜类中有机磷农药残留的鉴别进行系统研究，以农药甲胺磷为主要研究对象，结合其他以农药甲胺磷为主要研究对象，结合其他3 3种高、中、低毒种高、中、低毒有机磷类进行分析测试，讨论各种蔬菜样品谱图的

47、差异，有机磷类进行分析测试，讨论各种蔬菜样品谱图的差异，利用含磷基团在倍频区的特征吸收，采用差谱技术、导数利用含磷基团在倍频区的特征吸收，采用差谱技术、导数预处理等进行指认，与预处理等进行指认，与GCMSGCMS法比对，取得满意的鉴别效法比对，取得满意的鉴别效果，为有机磷农药残留的快速分析提供一种简便、快速、果，为有机磷农药残留的快速分析提供一种简便、快速、可靠的手段。可靠的手段。徐琳等用徐琳等用F FTITIR R技术对青菜表面残留的氯氰菊酯进行定性、技术对青菜表面残留的氯氰菊酯进行定性、定量分析，并研究氯氰菊酯在白菜类蔬菜表面残留情况。定量分析，并研究氯氰菊酯在白菜类蔬菜表面残留情况。结果

48、表明，该法测定蔬菜表面农残的灵敏度高于透射光谱结果表明，该法测定蔬菜表面农残的灵敏度高于透射光谱法，具有快速、简便、无需预处理等优点。法，具有快速、简便、无需预处理等优点。Page 272 2. .4 4食品掺假的鉴定食品掺假的鉴定 蜂蜜中掺人的物质多种多样，为其统一检测带来一定难度，蜂蜜中掺人的物质多种多样，为其统一检测带来一定难度，常用的方法有：薄层层析、高效液相色谱、毛细管气相色常用的方法有：薄层层析、高效液相色谱、毛细管气相色谱、离子交换液相色谱、核磁共振等，然而这些方法既费谱、离子交换液相色谱、核磁共振等，然而这些方法既费时费力，又有一定使用限制，如稳态同位素分析虽然在许时费力，又有

49、一定使用限制，如稳态同位素分析虽然在许多国家应用于检测蜂蜜中的蔗糖或玉米糖已有多国家应用于检测蜂蜜中的蔗糖或玉米糖已有1010多年时间，多年时间，但它不能检测出掺但它不能检测出掺了了甜菜转化糖的蜂蜜，而甜菜转化糖的蜂蜜，而FTIRFTIR能快速、能快速、无损获取样品的生物化学指纹，从而方便的用于掺假产品无损获取样品的生物化学指纹，从而方便的用于掺假产品的检测。的检测。 张耀武等论述利用红外光谱对涂有和掺有矿物的大米进张耀武等论述利用红外光谱对涂有和掺有矿物的大米进行定性鉴别的方法和测试步骤；实际分析中具有用量小、行定性鉴别的方法和测试步骤；实际分析中具有用量小、准确度高的特点，该法适用于对大米

50、、饼干、瓜子和准确度高的特点，该法适用于对大米、饼干、瓜子和食食用用油中是否掺加工业矿物油的鉴定。油中是否掺加工业矿物油的鉴定。Page 28五五.纳米技术纳米技术 目前用于我国食品安全检测的标准方法化学分析法目前用于我国食品安全检测的标准方法化学分析法(CA)(CA)、酶联免疫法、酶联免疫法(ELISA)(ELISA)、薄层层析法、薄层层析法(TLC)(TLC)、气相色谱法、气相色谱法(GC)(GC)、高效液、高效液相相色谱法色谱法(HPLC)(HPLC)及及GCMSGCMS联用法等，这些方法的检测时联用法等，这些方法的检测时间间、灵敏度、选择、灵敏度、选择性性、样品前、样品前处理方法、样品

51、基处理方法、样品基质质干扰等存在的制约因素，使得不能满足实际的需干扰等存在的制约因素，使得不能满足实际的需要：同时我国的食品检测标准，尤其是兽药残留与农药残要：同时我国的食品检测标准，尤其是兽药残留与农药残留检验留检验标准，标准，与与日本日本、美、美国国、德、德国国等等国国家差别很大，很大程度上限制了我国的食品家差别很大，很大程度上限制了我国的食品贸易贸易。用于食品安全检测的纳米技术：。用于食品安全检测的纳米技术：3 31 1免疫纳米金技术免疫纳米金技术 纳米金纳米金(nanogold)(nanogold)即指金的微小颗粒，其直径在即指金的微小颗粒，其直径在l ll00nml00nm，具有高电

52、子，具有高电子密度、介电特性和催化作用，能与多种生物大分子结合，并且不影响密度、介电特性和催化作用，能与多种生物大分子结合，并且不影响生物活性。纳米金免疫标记技术，实质是蛋白质等高分子被吸附到纳生物活性。纳米金免疫标记技术，实质是蛋白质等高分子被吸附到纳米金颗粒表面的包被过程，由于金颗粒具有高电子密度的特性，在金米金颗粒表面的包被过程，由于金颗粒具有高电子密度的特性，在金标蛋白结合处，在显微镜下可见黑褐色颗粒，当标记物在相应的配体标蛋白结合处，在显微镜下可见黑褐色颗粒，当标记物在相应的配体处大量聚集时，肉眼可见红色或粉红色斑点，用于定性或半定量的快处大量聚集时，肉眼可见红色或粉红色斑点，用于定性或半定量的快速免疫检测方法中。免疫标记分析技术是速免疫检测方法中。免疫标记分析技术是“迈向迈向2l 2l世纪的医学校验技术世纪